1.5　抄平放線基本知識

1.5.1　水準儀

1.水準儀的種類

水準儀是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀（又稱電子水準儀），見表1-5。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。

2.水準儀的操作

水準儀操作的基本方法和步驟見表1-6。

3.水準測量原理

水準測量是利用能夠提供水平視線的儀器——水準儀，同時借助水準尺，測定地面上兩點之間的高差，再由已知點的高程推算未知點高程的一種測定高程的方法。

如圖1-13所示，已知A點的高程HA，欲求B點的高程HB，在A、B兩點間安置水準儀，分別讀取豎立在A、B兩點上的水準尺讀數a和b，由幾何原理可知A、B兩點間的高差為

測量工作一般是由已知點向未知點方向進行的，即圖1-13中，由已知點A向待求點B進行，則稱A點為后視點，其上水準尺的讀數a為后視讀數；B點為前視點，其上水準尺的讀數b為前視讀數。a、b的真實意義分別為水平視線到后視點A和前視點B的高度。由此就有，兩點之間的高差等于后視讀數減去前視讀數。

由圖1-13和式（1-2）不難看出：

當a＞b時，hAB＞0，B點比A點高；a＜b時，hAB＜0，B點比A點B低；a=b時，hAB=0，B點與A點同高。

由圖1-13可知，B點的高程為

按上式直接利用高差hAB計算B點高程，稱為高差法。

從圖1-13中可以看出，HA+a為視線高程Hi，則式（1-3）還可寫為

在實際工程測量中，當安置一次水準儀需測定多個前視點高程時，通常可以先計算出水準儀的視線高程Hi，再由視線高程Hi推算出B點的高程HA。按式（1-2）利用儀器視線高程Hi計算B點高程的方法通常稱為儀高法。

4.水準儀的使用與維護

（1）水準儀使用注意事項。水準儀是一種精密的光學儀器，使用時必須注意以下幾點：

1）領用水準儀時，應首先檢查儀器有無損壞；配件是否齊全、配套；物鏡、目鏡有否磨損，十字線是否清晰；各轉動部位是否靈活等。

2）由箱中取出儀器時，應先松開各制動螺旋，用手拿住基座，輕輕將儀器取出。

3）在安置三腳架時，應選擇在視線能通視、無障礙物影響、行人車輛干擾少、能保證儀器安全的地方。

4）儀器放到三腳架上后，應立即旋緊連接螺旋，并經常檢查其連接是否牢靠。

5）儀器安置好后，測量人員不得離開，或另設專人保護，不讓無關人員接近儀器。

6）微傾螺旋要居中，不宜過高或過低，以便于水準管的調平。

7）制動螺旋應松緊適度，不得過緊；微動螺旋宜保持在微動卡中間一段。

8）轉移測站連續工作時，應將制動螺旋微微擰緊，一手持三腳架于肋下，另一手緊握基座置儀器于胸前進行移站，切不可單手提攜或肩扛。

9）不得用手指、手帕等物擦拭物鏡和目鏡上的灰塵；觀測結束后，應及時蓋上物鏡蓋。

10）儀器應避免日曬、雨淋，在烈日或雨雪天操作時，應撐傘遮擋。

（2）水準儀的維護。

1）觀測結束后，應先將各種螺旋退回正常位置，并用軟毛刷掃除儀器表面上的灰塵，再按原位裝入箱內，擰緊制動螺旋，關閉箱蓋。

2）物鏡、目鏡上有灰塵時，應用專用的軟毛刷輕輕撣去。

3）如觀測中遇降雨，應及時將儀器上的雨水用軟布擦拭干凈后方可入箱關蓋。

4）儀器應放置于干燥、通風、溫度穩定的室內，切忌靠近火爐或暖氣片。

5）長途搬運儀器時，儀器要安放在妥當的位置或隨身攜帶，嚴防受碰撞、受振動或受潮。

6）每隔1～2年由專門人員定期對儀器進行全面的清洗和檢修，或送維修部門進行清洗和檢修。

1.5.2　建筑物的定位放線

1.測設前的準備工作

首先是熟悉圖紙，了解設計意圖。設計圖紙是施工測量的主要依據。與測設有關的圖紙主要有：建筑總平面圖、建筑平面圖、立面圖、剖面圖、基礎平面圖和基礎詳圖。設計總平面圖是施工放線的總體依據，建筑物都是根據總平面圖上所給的尺寸關系進行定位的。建筑平面圖給出了建筑物各軸線的間距。立面圖和剖面圖給出了基礎、室內外地坪、門窗、樓板、屋架、屋面等處設計標高。基礎平面圖和基礎詳圖給出基礎軸線、基礎寬度和標高的尺寸關系。在測設工作之前，需了解施工的建筑物與相鄰建筑物的相互關系，以及建筑物的尺寸和施工的要求等。對各設計圖紙的有關尺寸及測設數據應仔細核對，必要時要將圖紙上主要尺寸摘抄于施測記錄本上，以便隨時查找使用。

其次要現場踏勘，全面了解現場情況，檢測所給原有測量控制點。平整和清理施工現場，以便進行測設工作。

然后按照施工進度計劃要求，制定測設計劃，包括測設方法、測設數據計算和繪制測設草圖。

在測量過程中，還必須清楚測量的技術要求，因此，測量人員對施工規范和工程測量規范的相關要求應進行學習和掌握。

2.建筑物的定位

建筑物的定位是根據設計條件，將建筑物外廓的各軸線交點（簡稱角點）測設到地面上，作為基礎放線和細部放線的依據。由于設計條件不同，定位方法主要有下述三種：

（1）根據與原有建筑物的關系定位。在建筑區內新建或擴建建筑物時，一般設計圖上都給出新建筑物與附近原有建筑物或道路中心線的相互關系，如下列幾種圖形情況。圖1-14中繪有斜線的是原有建筑物，沒有斜線的是擬建建筑物。

如圖1-14所示，擬建的建筑物軸線AB在原有建筑物軸線的延長線上，可用延長直線法定位。為了能夠準確地測設AB，應先作MN的平行線M′N′。作法是沿原建筑物PM與QN墻面向外量出MM′及NN′，并使MM′=NN′，在地面上定出M′和N′兩點作為建筑基線。再安置經緯儀于M′點，照準N′點，然后沿視線方向，根據圖紙上所給的NA和AB尺寸，從N′點用量距方法依次定出A′、B′兩點。再安置經緯儀于A′點和B′點測設90°而定出AC和BD。

如圖1-15所示，可用直角坐標法定位。先按上法作MN的平行線M′N′，然后安置經緯儀于N′點，作M′N′的延長線，量取ON′距離，定出O點，再將經緯儀安置于O點上測設90°角，丈量OA值定出A點，繼續丈量AB而定出B點。最后在A點和B點安置經緯儀測設90°，根據建筑物的寬度而定出C點和D點。

如圖1-16所示，擬建建筑物ABCD與道路中心線平行，根據圖示條件，主軸線的測設仍可用直角坐標法。測法是先用拉尺分中法找出道路中心線，然后用經緯儀作垂線，定出擬建建筑物的軸線。

（2）根據建筑方格網定位。在建筑場地已設有建筑方格網，可根據建筑物和附近方格網點的坐標，用直角坐標法測設。如圖1-17所示，由A、B點的設計坐標值可算出建筑物的長度和寬度。測設建筑物定位點A、B、C、D時，先把經緯儀安置在方格點M上，照準N點，沿視線方向自M點用鋼卷尺量取A與M點的橫坐標差得A′點，再由A′點沿視線方向量建筑物的長度得B′點，然后安置經緯儀于A′點，照準N點，向左測設90°，并在視線上量取AA′得A點，再由A點繼續量取建筑物的寬度得D點。安置經緯儀于B′點，同法定出B、C點。為了校核，應再測量AB、CD及BC、AD的長度，看其是否等于建筑物的設計長度和寬度。

（3）根據控制點的坐標定位。在場地附近如果有測量控制點可以利用，也可以根據控制點及建筑物定位點的設計坐標，反算出交會角度或距離后，因地制宜采用極坐標法或角度交會法將建筑物的主要軸線測設到地面上。

3.建筑物的放線

建筑物放線是指根據定位的主軸線樁（即角樁），詳細測設其他各軸線交點的位置，并用木樁（樁頂釘小釘）標定出來，稱為中心樁，并據此按基礎寬和放坡寬用白灰線撒出基槽邊界線。

由于在施工開挖基槽時中心樁要被挖掉，因此，在基槽外各軸線延長線的兩端應釘軸線控制樁（也叫保險樁或引樁），作為開槽后各階段施工中恢復軸線的依據。控制樁一般釘在槽邊外2～4m不受施工干擾并便于引測和保存樁位的地方，如附近有建筑物，亦可把軸線投測到建筑物上，用紅油漆作出標志，以代替控制樁。

（1）龍門樁的測設。在一般民用建筑中，為了便于施工，常在基槽開挖之前將各軸線引測至槽外的水平木板上，以作為挖槽后各階段施工恢復軸線的依據。水平木板稱為龍門板，固定龍門板的木樁稱為龍門樁，如圖1-18所示。

設置龍門板的步驟如下：

1）在建筑物四角和中間隔墻的兩端基槽外1.5～2m處（可根據槽深和土質而定）設置龍門樁。樁要豎直、牢固，樁的側面應與基槽平行。

2）根據附近水準點，用水準儀在每個龍門樁外側測設出該建筑物室內地坪設計高程線即±0標高線，并作出標志。在地形條件受到限制時，可測設比±0高或低整分米數的標高線，但同一個建筑物最好只選用一個標高。如地形起伏較大需用兩個標高時，必須標注清楚，以免使用時發生錯誤。

3）沿龍門樁上±0標高線釘設龍門板，這樣龍門板頂面的高程就同在±0的水平面上。然后用水準儀校核龍門板的高程，如有差錯則應及時糾正。

4）把經緯儀安置于中心樁上，將各軸線引測到龍門板頂面上，并釘小釘作為標志（稱為中心釘）。如果建筑物較小，也可用垂球對準定位樁中心，在軸線兩端龍門板間拉一小線繩，使其貼靠垂球線，用這種方法將軸線延長標在龍門板上。

5）用鋼直尺沿龍門板頂面，檢查中心釘的間距，其誤差不超過1/20000。檢查合格后，以中心釘為準，將墻寬、基礎寬標在龍門板上。最后根據基槽上口寬度拉線，用石灰撒出開挖邊線。

龍門板使用方便，它可以控制±0以下各層標高和基槽寬、基礎寬、墻身寬。但它需要木材較多，且占用施工場地影響交通，對機械化施工不適應。這時候可以用軸線控制樁的方法來代替。

（2）軸線控制樁的測設。軸線控制樁的方法實質上就是廠房控制網的方法。在建筑物定位時，不是直接測設建筑物外廓的各主軸線點，而是在基槽外1～2m處（視槽的深度而定），測設一個與建筑物各軸線平行的矩形網。在矩形網邊上測設出各軸線與之相交的交點樁，稱為軸線控制樁或引樁。利用這些軸線控制樁，作為在實地上定出基槽上口寬、基礎邊線、墻邊線等的依據。

一般建筑物放線時，±0.000標高測設誤差不得大于±3mm，軸線間距校核的距離相對誤差不得大于1/3000。

1.5.3　一般基礎工程施工測量

基礎是建筑物的地下入土部分，它的作用是將建筑物的總荷載傳給地基。不同基礎的埋置深度是設計部門依據多種因素而確定的，因此，基槽開挖的深度必須滿足基礎埋置深度的要求。另外，為了保證基礎的設計寬度得以滿足，還必須在基礎墊層上彈出基礎邊界線。當基礎施工結束后，還要檢查基礎面是否水平，其標高是否滿足設計要求。與此同時，還要檢查基礎面四角是否是直角等。這些都是基礎工程施工中必須進行的測量工作。

1.基槽開挖深度的控制

當基槽挖到一定的深度時，如果有一個明確的高程標志來告訴開挖人員，再往下挖多少就是槽底的設計標高；那基槽開挖工作就一定能又快又準地完成。這個“明確的高程標志”是完全可以做出來的，而且做法也很簡單。就是當基槽開挖到接近槽底設計標高時，用水準儀在槽壁上每隔2～3m測設一個比槽底設計標高高出0.500m（或某一整數）的水平樁，并沿水平樁在槽壁上彈一條標記線（比如墨線），依此控制挖槽深度和打基礎墊層高度。

水平樁一般根據施工現場已測設的±0標志或龍門板頂標高，用水準儀按高程測設的方法測設的。如圖1-19所示，設槽底設計標高為-1.70m，欲測設比槽底設計標高高0.500m的水平樁，首先在地面適當地方安置水準儀，立水準尺于龍門板頂面上，讀取后視讀數為0.774m，求得測設水平樁的應讀前視讀數為0.774m+1.700m-0.500m=1.974m。然后立尺于槽內一側并上下移動，直至水準儀視線讀數為1.974m時，即可沿尺子底面在槽壁打一小木樁，即為要測設的水平樁。

2.在墊層上彈線

根據控制樁或龍門板上的中心釘等標志，在墊層上用墨線彈出軸線、墻邊線和基礎邊線（俗稱撂底）。因為這是基礎施工的基準線，所以墨線彈后要進行嚴格的復核檢查。

3.基礎砌筑時的標高控制

砌筑基礎時，一般用皮數桿作為標高控制。立基礎皮數桿時，可先在立桿處打一木樁，用水準儀在木樁側面抄出一條高于墊層某一數值（如10cm）的水平線。然后將皮數桿上相同的一條標高線對準木樁上的水平線，并用釘子把皮數桿豎直釘牢，作為砌筑時的標高依據。當基礎墻砌到±0.000標高下一層磚時，應用水準儀測設防潮層標高，其誤差不應大于±5mm。

基礎施工結束后，要檢查各軸線交點上的基礎面的標高是否符合設計要求。一般建筑物的基礎面標高允許誤差為±10mm。

4.基礎面直角的檢查

在施工結束后的基礎面上，恢復出軸線后，應檢查基礎面上的4個角點上的角度是否等于90°。尤其是未測設控制樁的基礎施工，更應進行這項檢查。

除角度檢查外，還要對各軸線點之間的距離進行檢查，然后才能進行墻體的施工。

1.5.4　墻體工程施工測量

墻體施工中的測量工作，主要是墻體的定位和提供墻體各部位的高程標志。

1.墻體定位

根據設計圖紙的要求，利用控制樁或龍門板上已經做出的中軸線和墻邊線標志，在基礎面上彈出軸線和墻邊線，然后再量出門洞位置。施工人員就可以按照墻邊線進行墻體的砌筑，中軸線則作為向上投測軸線的依據。

墻邊線是整個房屋主體的尺寸線，其位置是否正確，直接關系到房屋的施工質量。因此，彈出的墻邊線要進行嚴格的校核。

當墻砌到窗臺面高度時，要在外墻面上，根據軸線量出窗的位置，以便砌墻時預留窗洞。

2.墻體各部位標高的控制

在墻邊線彈出后，在內墻的轉角處樹立皮數桿，如圖1-20所示。皮數桿是用來表明在一定高度內應砌磚的行數（皮數）和磚縫厚度的專用木桿。在制作皮數桿時，若墻體上各構件的標高可以稍有變動，則按標準縫厚把磚的行數畫成整皮數。否則就要調節灰縫厚度，使規定高度內成整皮數。

磚縫的厚度可按式（1-5）計算：

式中：h縫——磚縫的厚度；

H——墻體上某一高度；

n——磚的皮數；

h磚——磚的厚度。計算時，可先根據H大致估計一個n值進行計算，然后再作調節，最后得出h縫的值。按砌體施工規范規定，磚縫厚度應在0.8～1.2cm之間。

立皮數桿時，先在地面打一木樁，用水準儀在樁的一側測出±0.000的位置，劃出橫線，然后把皮數桿上的±0.000線與之對齊，并將皮數桿固定即可。

每層的墻體砌到窗臺時，要在內墻面上、高出室內地坪0.5m處，用水準儀測設一條標高線，并用墨線在墻面上彈出。在安裝樓板時，可用作檢查墻面的標高，并可作為室內裝修等工作的標高依據。

墻的垂直度是用托線板（圖1-21）來進行校正的。把托線板緊靠墻面，如果垂球線與板上的墨線不重合，就要對砌磚的位置進行校正。

在樓板安裝好后，將底層的墻體軸線引測到樓面上，并定出墻邊線。在砌墻開始前，要重新立皮數桿，立桿處要進行“抄平”，使皮數桿底的標高與相應的標高一致。

3.軸線和標高的傳遞

（1）軸線的傳遞。將底層的各軸線傳遞到樓面上去的方法有兩種。當建筑物層數不多時，可用垂球來傳遞。從上一層樓面懸掛垂球，使垂球尖對準基礎面上的軸線標志。當垂球穩定后，根據垂球線，在樓面邊緣做出標記即可。同樣，這種方法也可用作檢查墻角線是否豎直。另一種方法是用經緯儀，按正、倒鏡法，將基礎面上的軸線傳遞到任一層樓面上去。

軸線的傳遞可以逐個進行，當軸線較多時，也可以將主要軸線傳遞到樓面上后，再用它來確定其他軸線。無論按哪種方法，對傳遞到樓面上的軸線，都要進行嚴格的校核。

對于框架結構的建筑物，也可以在支柱子模板時嚴格校核其中心位置和垂直度。拆模后，用經緯儀在樁面上投點并彈出其軸線即可。

（2）高程的傳遞。一般建筑物可以用皮數桿來傳遞標高。對于標高傳遞精度要求較高的建筑物，可用鋼直尺直接丈量來傳遞高度。一般是在底層墻身砌筑到1.5m高后，用水準儀在內墻面上測設一條高出室內地坪線+0.500m的水平線，作為該層地面施工及室內裝修時的標高控制線。對于兩層以上各層，同樣在墻身砌到1.5m以后，一般從樓梯間用鋼直尺從下層的+0.5m標高線向上量取一段等于該層層高的距離，并作標志。然后，再用水準儀測設出上一層的“+0.5m”標高線。這樣用鋼直尺逐層向上引測。

另外，根據具體情況也可采用懸掛鋼直尺代替水準尺，用水準儀讀數，從下向上傳遞高程。由地面上已知高程點向建筑物樓面傳遞高程，先從樓面向下懸掛一支鋼直尺，鋼直尺下端懸一重錘。在觀測時為了使鋼直尺比較穩定，可將重錘浸于一盛滿水的容器中。然后在地面及樓面各置一臺水準儀，按水準測量方法同時讀取鋼直尺上的讀數，計算截取的鋼直尺的長度，以此作為這一段的高差，則不難由地面高程計算樓頂面的高程。